深入理解MySQL索引及事务

✏️✏️✏️今天给各位带来的是关于数据库索引以及事务方面的基础知识

清风的CSDN博客

😛😛😛希望我的文章能对你有所帮助，有不足的地方还请各位看官多多指教，大家一起学习交流！

动动你们发财的小手，点点关注点点赞！在此谢过啦！哈哈哈！😛😛😛

一、索引

1.1 概念

1.2 作用

1.3 使用场景

1.4 使用

1.4.1 创建索引

1.4.2 查看索引

1.4.3 删除索引

二、事务

2.1 为什么使用事务

2.2 事务的概念

2.3 使用

2.4 事务的特性

2.4.1 典型bug1-脏读问题

2.4.2 典型bug2-不可重复读问题

2.4.3 典型bug3-幻读问题

2.4.4 事务的隔离级别

一、索引

1.1 概念

索引是一种特殊的文件，包含着对数据表里所有记录的引用指针。可以对表中的一列或多列创建索引，并指定索引的类型，各类索引有各自的数据结构实现。

1.2 作用

数据库中的表、数据、索引之间的关系，类似于书架上的图书、书籍内容和书籍目录的关系。
索引所起的作用类似书籍目录，可用于快速定位、检索数据。
索引对于提高数据库的性能有很大的帮助

1.3 使用场景

要考虑对数据库表的某列或某几列创建索引，需要考虑以下几点：

数据量较大，且经常对这些列进行条件查询。
该数据库表的插入操作，及对这些列的修改操作频率较低。
索引会占用额外的磁盘空间。

满足以上条件时，考虑对表中的这些字段创建索引，以提高查询效率。反之，如果非条件查询列，或经常做插入、修改操作，或磁盘空间不足时，不考虑创建索引。

1.4 使用

创建主键约束（ PRIMARY KEY ）、唯一约束（ UNIQUE ）、外键约束（ FOREIGN KEY ）时，会自动创建对应列的索引。

现在创建一个简单的学生表：

create table student(id int, name varchar(20));

1.4.1 创建索引

对于非主键、非唯一约束、非外键的字段，可以创建普通索引：

语法：

create index 索引名 on 表名(字段名);

例如对学生表中的id创建索引：

 create index id_index on student(id);

1.4.2 查看索引

语法：

show index from 表名;

例如查看学生表中的索引：

 show index from student;

可以看到我们给id创建的索引。

1.4.3 删除索引

语法：

drop index 索引名 on 表名;

例如删除学生表中的索引：

 drop index id_index from student;

二、事务

2.1 为什么使用事务

准备测试表：

create table accout(
 id int primary key auto_increment,
 name varchar(20) comment '账户名称',
 money decimal(11,2) comment '金额'
);
insert into accout(name, money) values
('阿里巴巴', 5000),
('四十大盗', 1000);

比如说，四十大盗把从阿里巴巴的账户上偷盗了 2000 元：

--阿里巴巴账户减少2000
update accout set money=money-2000 where name = '阿里巴巴';
-- 四十大盗账户增加2000
update accout set money=money+2000 where name = '四十大盗';

假如在执行以上第一句 SQL 时，出现网络错误，或是数据库挂掉了，阿里巴巴的账户会减少 2000，但是四十大盗的账户上就没有了增加的金额。

解决方案：使用事务来控制，保证以上两句 SQL 要么全部执行成功，要么全部执行失败。

2.2 事务的概念

事务指逻辑上的一组操作，组成这组操作的各个单元，要么全部成功，要么全部失败。在不同的环境中，都可以有事务。对应在数据库中，就是数据库事务。

2.3 使用

开启事务：start transaction;

执行多条SQL语句

回滚或提交：rollback/commit;

说明：rollback即是全部失败，commit即是全部成功。

start transaction;
-- 阿里巴巴账户减少2000
update accout set money=money-2000 where name = '阿里巴巴';
-- 四十大盗账户增加2000
update accout set money=money+2000 where name = '四十大盗';
commit;

回滚操作，事务的原子性，本质上是依托于回滚机制的。数据库出错，事务执行失败，是怎么恢复回去的呢？是因为数据库对于事务这里有特殊的机制(undo log + redo log),通过日志写到文件里，记录之前的数据。等到数据库重启之后，读取之前的日志，检查是否有执行失败的事务，如果有，就会把这前面的操作进行回滚。

2.4 事务的特性

原子性：通过事务，把多个操作打包到一起。（事务最重要的特性）。
一致性：相当于原子性的延申，当数据库出错，不会产生像上述这种“钱凭空消失”的不科学情况。
持久性：事务任何的修改，都是持久化(写入硬盘)的，无论是重启程序还是重启主机，修改等都不会丢失数据。(数据库本身就是为了持久化存储)。
隔离性：多个事务并发执行的时候，可能会带来一些问题。通过隔离性来对这里的问题进行权衡，看是希望数据尽量准确，还是速度尽量快。

什么是并发？如果多个客户端，同时给数据库服务器发起事务请求，这个时候就叫做“并发执行事务”。如果是多个事务修改不同的表，问题不大。但是如果是修改相同的表，就可能会产生一些bug。

2.4.1 典型bug1-脏读问题

假设场景：我在写博客，跟前有同学在看我在写什么内容。但是他看了一会就走了。他走了之后，我把博客内容又改了，真正我的写完博客发出的时候，他就会发现，他之前看到的内容和现在的内容不一样。

当前有两个事务1，2，事务1修改了某个数据，但是事务还没有提交(提交的意思就是告诉数据库服务器，完毕)。而事务2读取了一个数据，此时事务2读取到的数据，很可能是一个脏的数据。因为事务1后续可能还要再次修改这个数据。

解决脏读问题，核心思路：降低事务的并发程度，给写操作加锁，意味着事务1在释放锁之前，事务2是不能访问的。

2.4.2 典型bug2-不可重复读问题

假设场景：我写完博客了，同学们开始读，这个时候我又把博客内容改了一下。此时同学们就会发现，代码突然就变了。

不可重复读，有点像脏读。但是这是“写操作”前提下导致的问题。虽然写加锁了，但是可以分多个事务，多次提交的方式来修改数据。

当前有事务1，2，其中事务1先修改数据(写加锁)，此时事务2想读数据，就需要等事务1提交完成。等到事务1提交之后，事务2开始读数据(事务2可能会多次读数据)。

又来了一个事务3，事务3又修改了上述数据，导致事务2在读的过程中，两次读到的结果不同。

解决不可重复读问题：给读操作加锁(读的时候不能写)。

2.4.3 典型bug3-幻读问题

假设场景：约定我在写博客的时候，同学们不能看。同学们读博客的时候，我也不能修改。但是，同学们在读A博客的时候，我写B博客并发出。此时，A博客的内容没变，但是他们发现博客列表变了，最开始只有A博客，现在变成AB了。

当前有事务1，2，事务1修改数据，提交。事务2开始读数据，此时有事务3，新增了一个其他的数据，此时事务2就可能出现，两次读取的“结果集”不同。

解决幻读问题：串行化，不再进行任何并发了，每个事务都是串行执行的。

2.4.4 事务的隔离级别

上述的三个问题，需要看实际的场景，看当前场景更关注数据的准确性，还是更关注效率。
MySQL在配置中，提供了“隔离级别”这样的选项，我们可以根据需要，调整隔离级别，适应不同的情况。
read uncommitted 读的时候，写操作未提交。并行程度是最高的，隔离程度是最低的。效率是最高的，数据是最不靠谱的。此时可能出现脏读+不可重复读+幻读。
read committed 读的时候，写操作已经提交，相当于给写操作加锁，并行程度降低了，隔离程度提高了，效率会降低一些。此时可能会出现不可重复读+幻读。
repeatable read 相当于给读操作和写操作都加锁，并行程度又降低了，隔离程度提高了，效率又降低了，数据又更靠谱了，此时可能出现幻读。
serializable 串行化，让所有的事务串行执行，隔离程度最高，效率最低，数据最靠谱。